[发明专利]一种适用于真空高压气淬炉的自锁圈式炉口密封结构

说明书

技术领域

本发明属于材料热处理设备技术领域，具体涉及一种适用于真空高压气淬炉炉口部位的密封结构。

背景技术

真空高压气淬炉是应用高压高速气体对工件进行淬火热处理技术的设备。在高压环境下进行气淬工作时，炉壳结构处在高压气体的循环反复作用之下，特别是炉盖与炉壳联接处，即炉口部位的密封结构对于保障高压气淬过程的安全、有效尤为重要。

目前,国内外真空高压气淬炉炉口密封结构设计一般借鉴压力容器设计中常用的齿啮式启闭结构。这种设计结构存在以下缺陷:首先，炉体外壳口部由于要设计出与炉盖法兰外缘均匀分布的矩形齿相配合的凹槽结构，为此需要整体成型加工出炉体外壳口部结构，再采用对焊焊接将其与炉体结为一体，也就是在真空高压气淬炉炉体外壳上出现焊接结构。在高压气淬环境下，炉体外壳，特别是炉口部位承受着高压气体的交变载荷作用,焊接部位处极容易产生疲劳裂纹,造成炉壳的疲劳破坏。再者，为保持高压气淬工作时炉口部位的密封，炉盖上一般附带有气缸装置，利用气缸装置保障高压气淬时炉口部位的密封。气缸结构带来炉口密封结构的复杂化。如何使真空高压气淬炉炉口部位的密封结构简单、操作可靠、在炉内高压气体作用下炉口部位的密封保持稳定、能够承受不同压力气淬场合，尤其高压气体的交变载荷作用场合，以及又能够具有密封自锁功能，是真空高压气淬炉炉口密封结构设计需要解决的关键问题。关于该方面研究目前国内外鲜有报道。

从真空高压气淬炉在高压气体作用下工作的特点出发，研发新型真空高压气淬炉炉口密封结构，对于高压气淬技术在工程领域的推广应用，以及新型真空高压气淬炉的研发具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种适用于真空高压气淬炉的自锁圈式炉口密封结构。

本发明提供的适用于真空高压气淬炉的自锁圈式炉口密封结构，包括三个部分：第一部分为炉盖结构；第二部分为炉体外壳口部结构；第三部分为自锁圈结构；

第一部分炉盖结构，为圆形对称的带有法兰且法兰外缘均匀分布有矩形凸齿的炉盖；

第二部分炉体外壳口部结构，为带有法兰且法兰外缘上均匀分布有与炉盖法兰外缘上的凸齿相对应的矩形凸齿的炉体外壳口部结构；

第三部分自锁圈结构，为圆环形对称结构的自锁圈，沿自锁圈周向分布有与炉盖法兰外缘上的凸齿形状及数量对应的槽口，槽口宽度大于凸齿宽度，槽口之间以凹槽连通，凹槽高度大于炉盖凸齿与炉体外壳口部凸齿高度的相加之和，凹槽部位悬臂单侧设置有钢珠弹簧压紧结构；所述的钢珠弹簧压紧结构包括凹槽部位悬臂上的安装孔中的压紧螺栓，压紧螺栓与炉盖法兰外缘上的凸齿之间安装的压紧弹簧及钢珠。

所述的自锁圈上槽口宽度C大于凸齿宽度2~3mm，凹槽高度D大于炉盖凸齿与炉体外壳口部凸齿两者高度相加之和的1~1.5mm。炉盖凸齿和炉体外壳口部凸齿的宽度A相同，均为40~80mm，凸齿高度B也相同，均为30~60mm，凸齿的宽度均优选为A40~60mm，凸齿高度B均优选为30~40mm。

所述的炉盖结构、炉体外壳口部结构及自锁圈为具有普通中碳结构的钢材质。炉体外壳口部结构中的法兰和凸齿与炉体外壳为一体结构。自锁圈上凹槽部位悬臂上的安装孔螺纹中径M最小20mm。所述的炉盖法兰外缘的凸齿表面中间与自锁圈上钢珠弹簧压紧结构中的钢珠对应位置设置有容纳钢珠的定位凹坑以实现自锁圈的旋转定位。

本发明的优点和有益效果：

本发明的真空高压气淬炉炉口部位密封结构中设计有带有弹簧钢珠压紧装置的自锁圈结构，沿自锁圈周向设计有与炉盖法兰外缘上的凸齿对应数量的槽口，槽口之间通过凹槽连通，并在自锁圈凹槽部位设置有弹簧钢珠压紧装置，通过自锁圈结构不仅可以简单地控制炉门的开启，而且可以根据淬火气体的压力大小，借助自身的弹簧钢珠压紧装置自适应地调节炉口部位密封的压紧力，保持炉口部位的密封，也即是保持气淬炉炉口部位的自锁密封。

本发明不仅可以使炉门的开启控制简单，而且可以自发地调节炉口部位密封的压紧力，使得真空气淬炉炉口部位的密封结构适应不同压力的气淬场合，可以有效地避免炉体外壳上存在焊接结构以及气缸等附加结构。

附图说明

图1为适用于真空高压气淬炉的自锁圈式炉口密封结构示意图。

图2为图1中炉盖法兰局部放大图。

图3为图1中炉体外壳口部法兰局部放大图。

图4为自锁圈结构示意图。

图5为图4中A-A剖视放大图。